第七章 沟道施工

1、第七章 排水沟道施工v 排水沟道埋设方法排水沟道埋设方法v 开槽施工开槽施工v 顶管施工顶管施工v 井点排水井点排水v 排水沟道工程施工排水沟道工程施工第一节第一节 排水沟道埋设方法排水沟道埋设方法开槽埋设开槽埋设顶管施工顶管施工盾构施工盾构施工一、一、 开槽施工开槽施工 测量放线测量放线 开挖沟槽及支护开挖沟槽及支护 沟槽排水沟槽排水 做管道基础做管道基础 沟道接口沟道接口 水压试验水压试验 沟槽覆土沟槽覆土测量放线测量放线 设置水准点设置水准点 测定窨井中心位置测定窨井中心位置 划定沟槽边线或工作坑开挖划定沟槽边线或工作坑开挖线线l 开挖沟槽及支护开挖沟槽及支护 沟槽断面形式：直槽、梯形槽

2、沟槽断面形式：直槽、梯形槽 沟槽支撑：列板式、打钢板桩沟槽支撑：列板式、打钢板桩 沟槽开挖：人工、机械沟槽开挖：人工、机械l 沟槽排水沟槽排水沟道基础沟道基础 地基：槽底原土，不能回填地基：槽底原土，不能回填 基础：土基、砂基、煤屑基础、混凝土、钢筋混凝土基础：土基、砂基、煤屑基础、混凝土、钢筋混凝土 管座：固定管身、分布沟道荷载于基础管座：固定管身、分布沟道荷载于基础l 沟道铺设沟道铺设 对中对中 高程控制高程控制 下管下管l 沟道接口沟道接口 柔性接口柔性接口: :有一定强度有一定强度, ,承受一定形变和震动承受一定形变和震动 刚性接口刚性接口: :强度大强度大, ,不能承受形变和震动不能

3、承受形变和震动l 水压试验水压试验 试验前试验前, ,沟道内灌水沟道内灌水24h,24h,使管壁充分浸透使管壁充分浸透. . 水位稳定水位稳定20min20min后后, ,正式试验正式试验l 沟槽覆土沟槽覆土 严禁带水覆土严禁带水覆土 注浆代替灌砂注浆代替灌砂二、顶管施工二、顶管施工 大口径管节埋深大于大口径管节埋深大于3m3m时时 机头：机头： 挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置挖掘管节前的土壤，顶管时把管节导入设计位置 机头的挖土方法：机头的挖土方法： 手工手工 挤压挤压 水冲水冲 抽吸：适用于低于地下水位的软塑或流塑型土壤抽吸：适用于低于地下水位的软塑或流塑型土壤l 工作坑：矩形

4、工作坑：矩形l 管节顶进与接口：管节顶进与接口： 挖土挖土 管节顶进方向的控制管节顶进方向的控制 管节接口管节接口 三、井点排水三、井点排水l 沟道施工中，井点排水常用于开槽埋管沟道施工中，井点排水常用于开槽埋管l 轻型井点布置：轻型井点布置： 单排线状单排线状 双排线状双排线状 环状环状l 井点埋设深度：井点埋设深度： hh1+h2+IL+0.2h h1 1 井点管地面至槽底距离井点管地面至槽底距离,m,mh h2 2 降低后地下水位至槽底最小距离降低后地下水位至槽底最小距离50cm50cmI I 地下水降落坡度地下水降落坡度 环状：环状：1/10, 1/10, 线状：线状：1/31/41/

5、31/4L L 井点管至需要降低地下水位距离井点管至需要降低地下水位距离l 井点施工一般程序：井点施工一般程序： 开挖井点沟槽开挖井点沟槽 冲孔、埋设井点管冲孔、埋设井点管 安装抽水机组，连接集水总管安装抽水机组，连接集水总管第二节第二节 排水沟道工程的施工排水沟道工程的施工 施工准备：施工准备： 工程交底工程交底 现场检查现场检查 编制施工组织设计编制施工组织设计 施工说明施工说明 施工设计图施工设计图 施工计划表施工计划表 施工预算施工预算 工程施工工程施工 竣工验收：竣工验收： 分段完，分段清分段完，分段清 初步验收初步验收 竣工终验竣工终验调整支架位置调整支架位置固定支架固定支架敷设保

6、温层敷设保温层焊接接口打磨焊接接口打磨管道防腐管道防腐管道除锈管道除锈管道防腐管道防腐管道焊接管道焊接检查井检查井完工效果完工效果管道外部焊接管道外部焊接第三节第三节 排水沟道系统的管理与养护排水沟道系统的管理与养护一、一、 排水沟道系统的管理排水沟道系统的管理 统一管理统一管理 分散管理分散管理 分级管理分级管理 信息技术、自动化控制信息技术、自动化控制二、排水沟道系统的维护二、排水沟道系统的维护 目的：目的：始终保持良好和安全运行状态，发挥排水沟道的功能始终保持良好和安全运行状态，发挥排水沟道的功能 维护：维护： 定期检查定期检查 污泥清除污泥清除 管道疏通管道疏通 疏通方法：疏通方法：

7、竹片疏通竹片疏通 摇车疏通摇车疏通 水力疏通水力疏通三、排水沟道系统的修理三、排水沟道系统的修理 主要损害：主要损害： 管节接口渗漏管节接口渗漏 管壁腐蚀管壁腐蚀 裂缝裂缝 管渠下沉管渠下沉第四节第四节 排水管管节的安全核算排水管管节的安全核算v 概述概述v 管节的外压试验管节的外压试验v 荷载计算荷载计算v 管道强度计算管道强度计算 管节的外压试验管节的外压试验 裂缝荷载加载速度：裂缝荷载加载速度： 不大于不大于5kN/m5kN/mminmin均匀分级加载均匀分级加载 每级加载量为裂缝荷载每级加载量为裂缝荷载20%20%，恒压，恒压1min.1min. 逐级加载至裂缝荷载的逐级加载至裂缝荷载

8、的80%80%时，观察裂缝出现时，观察裂缝出现 无裂缝时再按裂缝荷载的无裂缝时再按裂缝荷载的10%10%加载。加载。 继续加载至裂缝宽度达继续加载至裂缝宽度达0.2mm0.2mm， 读取裂缝荷载值，恒压读取裂缝荷载值，恒压3min3min 破坏荷载加载速度：破坏荷载加载速度： 不大于不大于5kN/m5kN/mminmin均匀分级加载均匀分级加载 每级加载量为破坏荷载每级加载量为破坏荷载20%20%，恒压，恒压1min.1min. 逐级加载至破坏荷载的逐级加载至破坏荷载的80%80%时，观察破坏现象时，观察破坏现象 无破坏时再按破坏荷载的无破坏时再按破坏荷载的10%10%加载至破坏荷载加载至破坏

9、荷载, , 恒压恒压3min3min 未破坏继续加载至破坏，记录破坏荷载值未破坏继续加载至破坏，记录破坏荷载值 外压试验荷载值计算式：外压试验荷载值计算式：LFF F 总荷载值总荷载值,KN,KNL L 管体实际受压长度管体实际受压长度,m,m 试验荷载值试验荷载值,KN/m,KN/m荷载计算荷载计算 管道自重管道自重 管内水压管内水压 竖向、水平土荷载竖向、水平土荷载 地面活荷载地面活荷载: :竖向、水平压力竖向、水平压力 地面堆积静荷载地面堆积静荷载l 竖向土荷载：竖向土荷载： 开槽埋设排水管覆土竖向压力开槽埋设排水管覆土竖向压力P Psysy = 9.8n= 9.8ns sd ds sD

10、D0 0P Psysy 竖向土压力竖向土压力,kN/m,kN/mNs Ns 回填土密度回填土密度,kg/m,kg/m3 3 覆土厚度覆土厚度,m,mDs Ds 竖向土压力系数竖向土压力系数D D0 0 管子外径管子外径,m,ml 竖向土荷载：竖向土荷载：不开槽，顶进施工地下管道覆土压力（当不开槽，顶进施工地下管道覆土压力（当dsds2hg2hg时）时）P Psysy= = s s hhg g DD0 0s s 覆盖层土厚度覆盖层土厚度,kg/m3,kg/m3 h hg g 土拱高度土拱高度, m = a, m = ap pb bb b b bb b 结构横断面的外缘宽度结构横断面的外缘宽度,m

11、,m取取m = am = ap pb bb b a ap p 土质影响系数土质影响系数当当ds2hg时时Psy=9.8nsdsD0ns取取1.0l 竖向车辆荷载竖向车辆荷载单轮传递竖向压力：单轮传递竖向压力：两个以上轮压综合影响传递竖向压力：两个以上轮压综合影响传递竖向压力：)4 . 1)(4 . 1(0rbrlDppcDcy)4 . 1)(4 . 1(110rdnbrlDpnpnicDcyP Pcycy 车辆轮压传递到计算深度车辆轮压传递到计算深度r r处竖向压力，处竖向压力，KN/mKN/mPc Pc 车辆单个轮压，车辆单个轮压，KN/mKN/mL L 地面单个轮压的分布长度，地面单个轮压

12、的分布长度，m mb b 地面单个轮压的分布宽度，地面单个轮压的分布宽度，m mr r 自地面至计算深度的距离，自地面至计算深度的距离，m mD D 车辆荷载的动力系数，车辆荷载的动力系数，n n 轮压的数量，轮压的数量，D D0 0 管道外径，管道外径，m md di i 地面相邻两个轮压间净距，地面相邻两个轮压间净距，m ml 堆积荷载堆积荷载0DpnpDDDYP PDYDY管顶平面上的荷载，管顶平面上的荷载，kN/mkN/mP PD D地面堆积荷载，地面堆积荷载，kN/mkN/m2 2n nD D压力减弱系数压力减弱系数D D0 0管子外径，管子外径，m m管道强度核算管道强度核算l 管

13、道性能参数管道性能参数l 管道强度核算管道强度核算确定校核用的荷载确定校核用的荷载 P PT T P PT T=P=PTYTY=P=PSYSY+P+PCYCY+P+PDYDY 抗裂强度荷载抗裂强度荷载TNzpFEZTNEpF 装配系数装配系数: : 安全系数安全系数: : 抗裂强度校核抗裂强度校核: 管道荷载强度转换管道荷载强度转换: :gNNDFFl 允许地面荷载计算允许地面荷载计算: :DySyDycysyTppppppSyNzDypFEp/ )(0DnppDDyD 管顶平面上允许荷载管顶平面上允许荷载: 允许地面荷载允许地面荷载: :荷载计算和安全核算示例荷载计算和安全核算示例 例题：例

14、题：上海某厂生产的钢筋混凝土排水管，公称内径上海某厂生产的钢筋混凝土排水管，公称内径DgDg1500mm,1500mm,壁厚壁厚=175mm=175mm，其设计裂缝荷载为，其设计裂缝荷载为104KN/m104KN/m，准备将其开槽埋设于上海单行快车道（汽，准备将其开槽埋设于上海单行快车道（汽1515以下），管道覆土为砂质粘土（以下），管道覆土为砂质粘土（s s=1.8Kg/m=1.8Kg/m3 3）深）深度为度为2.0m2.0m。试计算外加竖向荷载并进行安全校核。试计算外加竖向荷载并进行安全校核。解解： l 外加竖向荷载外加竖向荷载 竖向土压力查表竖向土压力查表 P Psysy = 9.8n

15、= 9.8ns ss sd ds sDD0 0 查表，取查表，取n ns s=1.1=1.1， 已知已知 s=1.8kg/m, dss=1.8kg/m, ds=2.0m,D=2.0m,D0 0 = = 1.850m1.850m则：则： PsyPsy =9.8=9.81.11.11.81.82 21.85=1.85=73.26kN/m73.26kN/ml 车辆荷载车辆荷载：)4 . 1)(4 . 1(110rdnbrlDpnpnicDcy已知：已知：n=2, din=2, di=1.8m, r=2.0m=1.8m, r=2.0m查表查表7-27-2得得: :=1,=1,查表查表7-37-3得得:

16、 :pc=10/2pc=10/210=50kN/m,L=0.2,b=0.510=50kN/m,L=0.2,b=0.5则则: :mkNpcy/0 .11)24 . 18 . 15 . 02)(24 . 12 . 0(85. 1500 . 12P PDyDy=n=nD DppD DDD0 0=0.58=0.5810kN/m10kN/m2 21.85=10.7kN/m1.85=10.7kN/mp pT T=p=psysy+p+pcycy+p+pDyDy=73.3+11.0+10.7=95kN/m=73.3+11.0+10.7=95kN/m10kN/m10kN/m2 2计计, ds/D, ds/D0

17、0=2/1.85=1.08=2/1.85=1.08计计查图查图7-67-6得得:n:nD D=0.58=0.58l 堆积荷载堆积荷载: :按地面堆积杂物按地面堆积杂物l 总竖向荷载总竖向荷载p pT Tl 安全荷载安全荷载: : 外加荷载外加荷载查图查图7-7,7-7,包角为包角为9090预制混凝土底座的装配系数预制混凝土底座的装配系数=1.8,=1.8,安全系数安全系数1.75 1.75 则则: :mkNmkNEpFzTN/104/4 .928 . 19575. 1第五节城镇排水工程的规划第五节城镇排水工程的规划 水污染控制的具体目标水污染控制的具体目标 城镇排水工程规划的进行城镇排水工程规划的进行